Spring Boot - 集成 Spring Security

Spring Security

简介

Spring Security 对认证、授权和常见漏洞保护提供了全方位支持。

:本篇博文使用的版本为:Spring Security 5.5.2

两个概念释义

  • 认证(Authentication):认证就是对试图访问资源的用户进行验证。

    认证的一个典型的场景就是 登录 流程,常见的方式就是要求提供用户名和密码,当验证通过的时候,就可以执行授权操作。

  • 授权(Authority):授权就是对资源进行权限设置,只有用户具备相应权限才能访问。

简单来讲:

  • 认证:你是谁?
  • 授权:你能做什么?

架构总览

原理

Spring Security 在基于 Servlet应用 中,其底层是采用了Filter机制实现了对请求的认证、授权和漏洞防御等功能。

简单来说,我们可以为 Servlet 设置一些Filters,这些Filters 就构成了一个FilterChain。每次当请求进来时,首先会被FilterChain中的Filters 依次捕获得到,每个Filter可以对请求进行一些预处理或对响应进行一些后置处理,最后才会到达Servlet。具体流程如下图所示:

FilterChain

FilterChain中的Filter主要有两方面作用:

  1. 修改HttpServletRequestHttpServletResponse,这样FilterChain后续的Filters 或Servlet得到的就是被修改后的请求和响应内容。
  2. Filter可以拦截请求,自己作出响应,相当于断开了FilterChain,导致后续的Filters和Servlet无法接收到该请求。

DelegatingFilterProxy

基于 Servlet 规范,我们可以为 Servlet容器 注入一些自定义Filters,但是在 Spring 应用中,实现了Filter接口的 Bean 无法被 Servlet容器 感知到,因为没有调用ServletContext#addFilter方法注册到FitlerChain中。为了解决这个问题,Spring 提供了一个DelegatingFilterProxy代理类,DelegatingFilterProxy实现了Filter,因此它可以被注入到FilterChain中,同时,当请求到来时,它会把请求转发到 Spring容器 中实现了Filter接口的 Bean 实体,所以DelegatingFilterProxy桥接了 Servlet容器 和 Spring容器。DelegatingFilterProxy作用示意图大致如下所示:

DelegatingFilterProxy

当请求到来时,DelegatingFilterProxy会从ApplicationContext中获取FilterBean 实体,然后将请求转发给到它,伪代码如下所示:

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) {
    // Lazily get Filter that was registered as a Spring Bean
    // For the example in DelegatingFilterProxy delegate is an instance of Bean Filter0
    Filter delegate = getFilterBean(someBeanName);
    // delegate work to the Spring Bean
    delegate.doFilter(request, response);
}

FilterChainProxy

前面的步骤其实完成了 Spring容器 中的Filters Bean 实体可以注入到 Servlet容器 中的FilterChain功能,基于此,Spring Security 向 Spring容器 提供了一个FilterChainProxy Bean 实体,该FilterChainProxy实现了Filter接口,因此,请求就会被FilterChainProxy捕获到,这样 Spring Security 就可以开始工作了。具体来说,默认情况下,DelegatingFilterProxy从 Spring容器中 获取得到的就是FilterChainProxy实体,而FilterChainProxy也是一个代理类,它最终会将请求转发到 Spring Security 提供的SecurityFilterChain中。流程示意图如下所示:

FilterChainProxy

FilterChainProxy就是 Spring Security 真正的入口起始点,调式代码时,将断点设置在FilterChainProxy#doFilter就可以追踪 Spring Security 完整调用流程。

SecurityFilterChain

SecurityFilterChain作用其实跟 Servlet 的FilterChain一样,同样维护了很多Filters,这些Filters 是由 Spring Security 提供的,每个 Security Filter 都有不同的职能,比如登录认证、CSRF防御...如下图所示:

SecurityFilterChain

同时,Spring Security 支持添加多个SecurityFilterChain,每个SecurityFilterChain负责不同的请求(比如依据请求地址进行区分),这样可以为不同的请求设置不同的认证规则。其源码如下所示:

public interface SecurityFilterChain {
    // 匹配请求
    boolean matches(HttpServletRequest request);

    // 获取该 SecurityFilterChain 中的所有 Filter
    List<Filter> getFilters();
}

具体来说,当请求到达FilterChainProxy时,其内部会根据当前请求匹配得到对应的SecurityFilterChain,然后将请求依次转发给到该SecurityFilterChain中的所有 Security Filters。如下图所示:

Multiple SecurityFilterChain

Security Filters

经过前面步骤介绍,我们知道,Spring Security 最终对请求进行处理的就是某个SecurityFilterChain中的 Security Filters,这些Fitlers 都设置为 Bean 注入到 Spring容器中,且这些Filters 的先后顺序很重要。以下是 Spring Security 内置的完整 Security Filter 顺序列表:

  • ChannelProcessingFilter:确保请求投递到要求渠道。最常见的使用场景就是指定哪些请求必须使用 HTTPS 协议,哪些请求必须使用 HTTP 协议,哪些请求随便使用哪种协议均可。

  • WebAsyncManagerIntegrationFilter:集成SecurityContext到 Spring Web 异步请求机制中的WebAsyncManager

    SecurityContext就是 安全上下文,主要职能就是用于存储用户认证的一些信息。

  • SecurityContextPersistenceFilter:在每次请求处理之前,从 Session(默认使用HttpSessionSecurityContextRepository)中获取SecurityContext,然后将其设置给到SecurityContextHolder;在请求结束后,就会将SecurityContextHolder中存储的SecurityContext重新保存到 Session 中,并且清除SecurityContextHolder中的SecurityContext

    SecurityContextPersistenceFilter可以通过HttpSecurity#securityContext()及相关方法引入其配置对象SecurityContextConfigurer来进行配置。

  • HeaderWriterFilter:该过滤器可为响应添加一些响应头,比如添加X-Frame-OptionsX-XSS-ProtectionX-Content-Type-Options等响应头,让浏览器开启保护功能。

    HeaderWriterFilter可以通过HttpSecurity#headers()来定制。

  • CorsFilter:处理跨域资源共享(CORS)。

    CorsFilter可以通过HttpSecurity#cors()来定制。

  • CsrfFilter:处理跨站请求伪造(CSRF)。

    CsrfFilter可以通过HttpSecurity#csrf()来开启或关闭。在前后端分离项目中,不需要使用 CSRF。

  • LogoutFilter:处理退出登录请求。

    LogoutFilter可以通过HttpSecurity#logout()来定制退出逻辑。

  • OAuth2AuthorizationRequestRedirectFilter:用于构建 OAuth 2.0 认证请求,将用户请求重定向到该认证请求接口。

    :该过滤器需要添加spring-security-oauth2等相关模块。

  • Saml2WebSsoAuthenticationRequestFilter:基于 SAML 的 SSO 单点登录认证请求过滤器。

    Saml2WebSsoAuthenticationRequestFilter需要添加 Spring Security SAML 模块。

  • X509AuthenticationFilter:X509 认证过滤器。

    X509AuthenticationFilter可以通过SecurityContext#X509()来启用和配置相关功能。

  • AbstractPreAuthenticatedProcessingFilter:认证预处理请求过滤器基类,其中认证主体已经由外部系统进行了身份验证。目的只是从传入请求中提取主体上的必要信息,而不是对它们进行身份验证。

    可以继承该类进行具体实现并通过HttpSecurity#addFilter方法来添加个性化的AbstractPreAuthenticatedProcessingFilter

  • CasAuthenticationFilter:用于处理 CAS 单点登录认证。

    CasAuthenticationFilter需要添加 Spring Security CAS 模块。

  • OAuth2LoginAuthenticationFilter:OAuth2.0 登录认证过滤器。

    OAuth2LoginAuthenticationFilter需要添加spring-security-oauth2等相关模块。

  • Saml2WebSsoAuthenticationFilter:基于 SAML 的 SSO 单点登录认证过滤器。

    Saml2WebSsoAuthenticationFilter需要添加 Spring Security SAML 模块。

  • UsernamePasswordAuthenticationFilter:用于处理表单登录认证。默认处理接口为/login,表单必须提供两个参数:用户名密码,默认的参数名(key)为usernamepassword,可以通过usernameParameterpasswordParameter方法进行修改。

    UsernamePasswordAuthenticationFilter可以通过HttpSecurity#formLogin()及相关方法引入其配置对象FormLoginConfigurer来进行配置。

  • OpenIDAuthenticationFilter:基于 OpenID 认证协议的认证过滤器。

  • DefaultLoginPageGeneratingFilter:如果没有配置登录页面,那么就会默认采用该过滤器生成一个登录表单页面。

    :默认的登录页面接口为/login

  • DefaultLogoutPageGeneratingFilter:生成默认退出登录页面。

    :默认的退出登录页面接口为/logout

  • ConcurrentSessionFilter:主要用来判断 Session 是否过期以及更新最新访问时间。该过滤器可能会被多次执行。

  • DigestAuthenticationFilter:用于处理 HTTP 头部显示的摘要式身份验证凭据。

    DigestAuthenticationFilter可以通过HttpSecurity#addFilter()来启用和配置相关功能。

  • BearerTokenAuthenticationFilter:处理 Token 认证。

  • BasicAuthenticationFilter:用于检测和处理 Http Baisc 认证。

    BasicAuthenticationFilter可以通过HttpSecurity#httpBasic()及相关方法引入其配置对象HttpBaiscConfigurer来进行配置。

  • RequestCacheAwareFilter:用于用户认证成功后,重新恢复因为登录被打断的请求。当匿名访问一个需要授权的资源时。会跳转到认证处理逻辑,此时请求被缓存。在认证逻辑处理完毕后,从缓存中获取最开始的资源请求进行再次请求。

    RequestCacheAwareFilter可以通过HttpSecurity#requestCache()及相关方法引入其配置对象RequestCacheConfigurer来进行配置。

  • SecurityContextHolderAwareRequestFilter:对请求对象进行包装,增加了一些安全相关方法。

    SecurityContextHolderAwareRequestFilter可以通过HttpSecurity#servletApi()及相关方法引入其配置对象ServletApiConfigurer来进行配置。

  • JaasApiIntegrationFilter:适用于 JAAS (Java 认证授权服务)。如果SecurityContextHolder中拥有的Authentication是一个JaasAuthenticationToken,那么该JaasApiIntegrationFilter将使用包含在JaasAuthenticationToken中的Subject继续执行FilterChain

  • RememberMeAuthenticationFilter:当用户没有登录而直接访问资源时,从 cookie 里找出用户的信息,如果 Spring Security 能够识别出用户提供的 remember me cookie,用户将不必填写用户名和密码,而是直接登录进入系统。它先分析 SecurityContext 里有没有Authentication对象,如果有,则不做任何操作,直接跳到下一个过滤器;如果没有,则检查请求里有没有包含 remember-me 的 cookie 信息。如果有,则解析出 cookie 里的验证信息,判断是否有权限。

    RememberMeAuthenticationFilter可以通过HttpSecurity#rememberMe()及相关方法引入其配置对象RememberMeConfigurer来进行配置。

  • AnonymousAuthenticationFilter:匿名认证过滤器,检测SecurityContextHolder中是否存在Authentication对象,如果不存在,就生成一个匿名Authentication对象。

    AnonymousAuthenticationFilter可以通过HttpSecurity#anonymous()及相关方法引入其配置对象AnonymousConfigurer来进行配置。

  • OAuth2AuthorizationCodeGrantFilter:OAuth 2.0 授权码模式,用于处理 OAuth 2.0 授权码响应。

  • SessionManagementFilter:检测用户是否通过认证,如果已认证,就通过SessionAuthenticationStrategy进行 Session 相关管理操作。

    SessionManagementFilter可以通过HttpSecurity#sessionManagement()及相关方法引入其配置对象SessionManagementConfigurer来进行配置。

  • ExceptionTranslationFilter:可以用于捕获FilterChain上所有的异常,但只处理AccessDeniedExceptionAuthenticationException异常。

  • FilterSecurityInterceptor:对 web资源 进行一些安全保护操作。

  • SwitchUserFilter:主要用来作用户切换。

自动配置

依据 Spring Boot 自动配置原理,其会自动加载spring-boot-autoconfigure.jar/META-INF/spring.factories内键值org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration指定的自动配置类。查看该文件,可以看到,与 Spring Security 相关的自动配置类有如下几个:

org.springframework.boot.autoconfigure.security.servlet.SecurityAutoConfiguration,                                      \
org.springframework.boot.autoconfigure.security.servlet.UserDetailsServiceAutoConfiguration,                            \
org.springframework.boot.autoconfigure.security.servlet.SecurityFilterAutoConfiguration,                                \
org.springframework.boot.autoconfigure.security.reactive.ReactiveSecurityAutoConfiguration,                             \
org.springframework.boot.autoconfigure.security.reactive.ReactiveUserDetailsServiceAutoConfiguration,                   \
org.springframework.boot.autoconfigure.security.rsocket.RSocketSecurityAutoConfiguration,                               \
org.springframework.boot.autoconfigure.security.saml2.Saml2RelyingPartyAutoConfiguration,                               \
org.springframework.boot.autoconfigure.security.oauth2.client.servlet.OAuth2ClientAutoConfiguration,                    \
org.springframework.boot.autoconfigure.security.oauth2.client.reactive.ReactiveOAuth2ClientAutoConfiguration,           \
org.springframework.boot.autoconfigure.security.oauth2.resource.servlet.OAuth2ResourceServerAutoConfiguration,          \
org.springframework.boot.autoconfigure.security.oauth2.resource.reactive.ReactiveOAuth2ResourceServerAutoConfiguration, \

每个配置类都为 Spring Security 注入不同的 Bean 到 Spring容器中。这里我们着重介绍一下SecurityFilterAutoConfigurationSecurityAutoConfiguration配置类,因为这两个配置类会自动装配DelegatingFilterProxyFilterChain到 Spring容器 中。具体如下:

自动装配FilterChainProxy

下面介绍下配置类SecurityAutoConfiguration,具体如下:

  1. 首先看下源码:

    @Configuration(proxyBeanMethods = false)
    @ConditionalOnClass(DefaultAuthenticationEventPublisher.class)
    @EnableConfigurationProperties(SecurityProperties.class)
    @Import({ SpringBootWebSecurityConfiguration.class, WebSecurityEnablerConfiguration.class,
            SecurityDataConfiguration.class })
    public class SecurityAutoConfiguration {
    
        @Bean
        @ConditionalOnMissingBean(AuthenticationEventPublisher.class)
        public DefaultAuthenticationEventPublisher authenticationEventPublisher(ApplicationEventPublisher publisher) {
            return new DefaultAuthenticationEventPublisher(publisher);
        }
    
    }
    

    SecurityAutoConfiguration导入了3个配置类,我们注重看WebSecurityEnablerConfiguration

  2. 查看WebSecurityEnablerConfiguration配置类,其源码如下:

    @Configuration(proxyBeanMethods = false)
    @ConditionalOnMissingBean(name = "springSecurityFilterChain")
    @ConditionalOnClass(EnableWebSecurity.class)
    @ConditionalOnWebApplication(type = ConditionalOnWebApplication.Type.SERVLET)
    @EnableWebSecurity
    class WebSecurityEnablerConfiguration {
    }
    

    当 Spring容器 中没有名称为springSecurityFilterChain的 Bean 等条件时,就会加载该配置类,此时@EnableWebSecurity注解生效:

    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.TYPE)
    @Documented
    @Import({ WebSecurityConfiguration.class, SpringWebMvcImportSelector.class, OAuth2ImportSelector.class,
            HttpSecurityConfiguration.class })
    @EnableGlobalAuthentication
    @Configuration
    public @interface EnableWebSecurity {
        boolean debug() default false;
    }
    

    注解@EnableWebSecurity又导入了4个配置类,这里着重看下WebSecurityConfiguration

    @Configuration(proxyBeanMethods = false)
    public class WebSecurityConfiguration implements ImportAware, BeanClassLoaderAware {
        ...
        /**
         * Creates the Spring Security Filter Chain
         * @return the {@link Filter} that represents the security filter chain
         * @throws Exception
         */
        @Bean(name = "springSecurityFilterChain")
        public Filter springSecurityFilterChain() throws Exception {
            ...
            return this.webSecurity.build();
        }
        ...
    }
    

    可以看到,WebSecurityConfiguration#springSecurityFilterChain()最终生成了一个名称为springSecurityFilterChain的 Bean 实体,该 Bean 的实际类型其实为FilterChainProxy,是由WebSecurity#build()方法创建的。

综上,SecurityAutoConfiguration配置类生成了很多 Bean 实体,其中最重要的一个是名称为springSecurityFilterChainFilterChainProxy对象。

自动装配DelegatingFilterProxy

下面介绍下配置类SecurityFilterAutoConfiguration,其源码如下所示:

@Configuration(proxyBeanMethods = false)
@ConditionalOnWebApplication(type = Type.SERVLET)
@EnableConfigurationProperties(SecurityProperties.class)
@ConditionalOnClass({ AbstractSecurityWebApplicationInitializer.class, SessionCreationPolicy.class })
@AutoConfigureAfter(SecurityAutoConfiguration.class) // 须先加载 SecurityAutoConfiguration
public class SecurityFilterAutoConfiguration {
    ...
    @Bean
    @ConditionalOnBean(name = “springSecurityFilterChain”)
    public DelegatingFilterProxyRegistrationBean securityFilterChainRegistration(
            SecurityProperties securityProperties) {
            ...
    }
    ...
}

可以看到,要加载SecurityFilterAutoConfiguration前,必须先加载配置类SecurityAutoConfiguration,该配置类前面已经详细介绍了,主要功能就是注入了一个名称为springSecurityFilterChain的 Bean,因此,此时SecurityFilterAutoConfiguration#securityFilterChainRegistration就会生效,最终生成一个DelegatingFilterProxyRegistrationBean实体。DelegatingFilterProxyRegistrationBean实现了ServletContextInitializer接口,当系统执行ServletWebServerApplicationContext.selfInitialize()进行初始化时,会依次调用到:RegistrationBean.onStartup() --> DynamicRegistrationBean.register() --> AbstractFilterRegistrationBean.addRegistration(),其中,AbstractFilterRegistrationBean#addRegistration()源码如下:

protected Dynamic addRegistration(String description, ServletContext servletContext) {
    Filter filter = this.getFilter();
    return servletContext.addFilter(this.getOrDeduceName(filter), filter);
}

this.getFilter()实际调用的是DelegatingFilterProxyRegistrationBean#getFilter()方法,其内部会创建一个DelegatingFilterProxy实例并返回,源码如下:

public DelegatingFilterProxy getFilter() {
    return new DelegatingFilterProxy(this.targetBeanName, this.getWebApplicationContext()) {
        protected void initFilterBean() throws ServletException {
        }
    };
}

因此,AbstractFilterRegistrationBean#addRegistration()最终就是通过ServletContext#addFilter将一个DelegatingFilterProxy实例注入到 Servlet 的FilterChain中。

以上,就是 Spring Boot 中自动装配 Spring Security 相关配置源码分析,更加详细内容,可参考:

总结

总结一下,在 Servlet应用中,Spring Security 作用机制大致如下:

  1. 注册标准Filter:首先,Spring 会自动注入一个DelegatingFilterProxy到 Servlet 的FilterChain中。
  2. 请求转发到 Spring Security:当请求到来时,DelegatingFilterProxy就会自动在 Spring容器 中搜索名称为springSecurityFilterChainFilter实体,其实际类型为FilterChainProxyDelegatingFilterProxy最终会将请求转发给到FilterChainProxy
  3. 找到匹配请求处理的SecurityFilterChainFilterChainProxy内部维护了一系列SecurityFilterChains,他会依据请求内容找到对应处理该请求的SecurityFilterChain
  4. 请求处理:找到能处理请求的第一个SecurityFilterChain后,就会遍历该SecurityFilterChain内部维护的一系列Filters,依次让这些 Security Filter 处理该请求,完成认证、授权等功能。

Spring Security 架构简单示意图如下所示:

Spring Security structure

基本使用

在 Spring Boot 中集成 Spring Security,只需导入如下依赖:

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

无需其他操作,此时项目便已成功使能 Spring Security 提供的认证、授权、安全防护等功能。

默认情况下,Spring Security 采用 Http Basic 认证和表单认证,默认的用户名为user,密码打印在控制台,比如:

# 每次启动后台应用,都会生成一个随机密码
Using generated security password: 81a892eb-8191-45af-9bdb-4acd4f9c32e0

默认 SecurityFilterChain

前面内容有讲述,自动配置类SecurityAutoConfiguration会注入一个名称为springSecurityFilterChainFilterChainProxyBean 实体到 Spring容器 中,实际上,该自动配置类还注入了一个SecurityFilterChainBean,源码追踪如下:

// org\springframework\boot\autoconfigure\security\servlet\SecurityAutoConfiguration.java
@Import({ SpringBootWebSecurityConfiguration.class, WebSecurityEnablerConfiguration.class,
        SecurityDataConfiguration.class })
public class SecurityAutoConfiguration {
...
}

// org\springframework\boot\autoconfigure\security\servlet\SpringBootWebSecurityConfiguration.java
@Configuration(proxyBeanMethods = false)
@ConditionalOnDefaultWebSecurity
@ConditionalOnWebApplication(type = Type.SERVLET)
class SpringBootWebSecurityConfiguration {

    @Bean
    @Order(SecurityProperties.BASIC_AUTH_ORDER)
    SecurityFilterChain defaultSecurityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        // HTTP 请求配置
        http.authorizeRequests().anyRequest().authenticated().and().formLogin().and().httpBasic();
        return http.build();
    }
}

具体负责自动注入的配置类是SpringBootWebSecurityConfiguration,其会向 Spring容器 注入一个名称为defaultSecurityFilterChainSecurityFilterChainBean,这个 Bean 设置了默认的请求权限配置,即使用 Http Basic 认证方式,对所有的授权请求都要进行认证,前端认证会自动生成一个表单页面,供用户进行输入。

默认用户配置

Spring Secuirty 提供的默认用户是由配置类UserDetailsServiceAutoConfiguration自动装配的:

@Configuration(proxyBeanMethods = false)
...
public class UserDetailsServiceAutoConfiguration {
    ...
    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean(
            type = "org.springframework.security.oauth2.client.registration.ClientRegistrationRepository")
    @Lazy
    public InMemoryUserDetailsManager inMemoryUserDetailsManager(SecurityProperties properties,
            ObjectProvider<PasswordEncoder> passwordEncoder) {
        // 用户信息来自 SecurityProperties
        SecurityProperties.User user = properties.getUser();
        List<String> roles = user.getRoles();
        return new InMemoryUserDetailsManager(
                // 最后将 user 包装为一个 UserDetails
                User.withUsername(user.getName()).password(getOrDeducePassword(user, passwordEncoder.getIfAvailable()))
                        .roles(StringUtils.toStringArray(roles)).build());
    }
    ...
}

从源码可以看到,默认的用户信息来自SecurityProperties#getUser()方法,追踪源码如下:

@ConfigurationProperties(prefix = "spring.security")
public class SecurityProperties {
    ...
    private final User user = new User();

    public User getUser() {
        return this.user;
    }
    ...
    public static class User {

        // Default user name.
        private String name = "user";

        // Password for the default user name.
        private String password = UUID.randomUUID().toString();

        // Granted roles for the default user name.
        private List<String> roles = new ArrayList<>();
        ...
    }
}

可以看到,SecurityProperties会默认生成一个User,该User默认名为user,默认密码是一个随机UUID
由于SecurityProperties被注解@ConfigurationProperties修饰,因此这里我们也可以通过外部配置文件修改默认用户信息,如下所示:

# application.properties
spring.security.user.name=whyn
spring.security.user.password=password

自定义配置入口

Spring Security 的自定义配置类入口是WebSecurityConfigurerAdapter,通常我们会自定义一个配置类,继承自WebSecurityConfigurerAdapter,然后覆写相应方法进行自定义配置,如下所示:

// Spring Security 自定义配置类
@Configuration
public class SpringSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    // 认证管理器配置方法
    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        super.configure(auth);
    }

    // 核心过滤器配置方法
    @Override
    public void configure(WebSecurity web) throws Exception {
        super.configure(web);
    }

    // 安全过滤器链配置方法
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        super.configure(http);
    }
}

WebSecurityConfigurerAdapter主要提供了三个配置方法:

  • configure(AuthenticationManagerBuilder auth):认证管理器配置方法。主要用于配置认证管理器AuthenticationManager,使用参数AuthenticationManagerBuilder就可以构建出一个AuthenticationManager。简单来说,对于用户认证的地方就在这里配置,比如配置UserDetailsPasswordEncoder...

  • configure(WebSecurity web):核心过滤器配置方法。该方法主要用于配置WebSecurity。该接口平常使用不多,因为它不走 Spring Security 过滤器链,因此不具备状态维持,请求都是无状态的。通常我们都在这里配置放行静态资源,具体配置见下文内容。

    :前文有提及,Spring Boot 中自动配置类WebSecurityEnablerConfiguration最终就是通过WebSecurity#build()生成一个默认的名称为springSecurityFilterChainFilterChainProxyBean,所以该方法主要就是用于配置springSecuritFilterChain这个FilterChainProxy

  • configure(HttpSecurity http):安全过滤器链配置方法。主要用来配置HttpSecurityHttpSecurity提供了很多配置方法,绝大多数数情况下,我们都会在这里对请求进行自定义配置安全访问策略。

    :前文有提及,Spring Boot 中自动配置类SpringBootWebSecurityConfiguration最终就是通过HttpSecurity#build()生成一个默认的名称为defaultSecurityFilterChainSecurityFilterChainBean,但是在我们自定义了WebSecurityConfigurerAdapterSecurityFilterChain时,就不会使用默认生成的SecurityFilterChain,而是使用我们自定义的。无论哪种,最终都会将该SecurityFilterChainBean 注入到核心过滤器springSecuritFilterChain中。所以该方法主要就是用于配置SecurityFilterChain

接口放行

Spring Security 提供了两种放行策略:

  1. 通过配置WebSecurity,使用WebSecurity#ignoring()方法:

    @Override
    public void configure(WebSecurity web) throws Exception {
        web.ignoring().antMatchers("/css/**", "/js/**", "/index.html", "/img/**", "/fonts/**", "/favicon.ico", "/verifyCode");
    }
    

    WebSecurity通常只用于配置放行静态资源,原因上文有提及。

  2. 通过配置HttpSecurity,使用HttpSecurity#antMatcher/HttpSecurity#antMatchers方法:

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests()
                // 放行接口 login/**,/test/index
                .antMatchers("/login/**","/test/index").permitAll()
                // 其余所有请求都必须经过认证
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
                // 使用 HTTP Basic 认证
                .httpBasic()
                .and()
                // 同时支持表单认证(Web端优先使用表单认证)
                .formLogin();
    }
    

    antMatchers中前缀 ant 是 Spring 参考的 apache ant 项目里的匹配风格!,简单来说,在 ant-style 中,存在如下几种匹配规则:

    • ?:匹配一个字符
    • *:匹配任意字符,所以,a/*/c可以匹配a/ca/b/ca/bd/c...
    • **:匹配任意层级路径。a/**/c,可以匹配a/b/ca/b/d/c...
    • {spring:[a-z]+}:匹配路径变量spring满足正则表达式[a-z]+。比如,com/{filename:\\w+}.jsp可以匹配com/test.jsp,并且会将变量filename的值设为test

    :Spring Security 的匹配规则是从上往下顺序匹配,一旦匹配到了就立即返回,因此antMatchers(..)放行必须放置在认证authenticated()之前。

    现在我们就可以直接访问/login及其子接口和/test/index接口,其余接口都需要先进行认证。如果想放行所有接口,可以配置如下:

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests((request) ->
                request.anyRequest().permitAll());
    }
    

关于上述两种放行策略差别更详细分析,可参考:Spring Security 两种资源放行策略,千万别用错了!

用户与密码配置

前面我们提及,自动配置类UserDetailsServiceAutoConfiguration会为我们生成一个默认用户User,该用户默认名为user,默认密码是一个随机UUID,运行时会打印在控制台上。

我们也可以自己手动创建一个User,然后注入给 Spring Security。注入用户步骤如下:

  1. 创建一个用户,首先需要创建一个可以对密码进行加密和验证的PasswordEncoder,其接口源码如下:

    public interface PasswordEncoder {
    
        // 加密
        String encode(CharSequence rawPassword);
    
        // 验证
        boolean matches(CharSequence rawPassword, String encodedPassword);
    
        // 对加密字符串再次进行加密,提高安全性。
        // 一般设置为 false 即可,即无需二次加密
        default boolean upgradeEncoding(String encodedPassword) {
            return false;
        }
    }
    

    Spring Security 内置了几种PasswordEncoder,这里简单列举常见的几种:

    • NoOpPasswordEncoder:明文存储密码。
    • BCryptPasswordEncoder:其使用 bcrypt 强哈希函数,且自带加盐处理,安全且方便。当前 Spring Security 官方推荐使用该种加密算法。
    • DelegatingPasswordEncoder:加密算法一直处于更新状态,我们永远不知道什么时候当前推荐的加密算法就不安全了。因此 Spring Security 官方提供了DelegatingPasswordEncoder,它可以确保一直使用最新的加密算法,并且兼容旧格式密码验证。

    其余 Spring Security 提供的PasswordEncoder,可参考官网:Password Storage

    综上,我们这里自定义一个配置类,注入一个BCryptPasswordEncoder或者DelegatingPasswordEncoder

    @Configuration
    public class SecurityPasswordEncoder {
        @Bean
        public PasswordEncoder passwordEncoder() {
            // return new BCryptPasswordEncoder();
            return PasswordEncoderFactories.createDelegatingPasswordEncoder();
        } 
    }
    
  2. 配置用户信息,并使用前面配置的PasswordEncoder对密码进行加密:

    @Component
    public class SpringSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    
        @Autowired
        private PasswordEncoder passwordEncoder;
    
        @Override
        protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
            // 加密
            String password = this.passwordEncoder.encode("123456");
            // 内存用户
            auth.inMemoryAuthentication()
                    // 用户名
                    .withUser("whyn")
                    // 密码
                    .password(password)
                    // 权限 CRUD
                    .authorities("Role_ADMIN",create","read","udpate","delete");
        }
    }
    

    这里我们在内存中创建了一个用户,其名称为whyn,密码为123456,角色是ADMIN,拥有createreadupdatedelete权限。

    此时运行程序,页面表单输入用户名和密码就可以成功访问。

    除了在内存中创建用户外,Spring Security 还支持从其他一些存储数据源中获取用户:

    • In-Memory Authentication:即用户信息存在在内存中。Spring Security 内置的InMemoryUserDetailsManager实现了接口UserDetailsServiceUserDetailsService可以通过用户名加载到相应的用户对象UserDetails,所以InMemoryUserDetailsManager可以在内存中加载用户对象。

      对于基于用户名/密码认证的简单场景,可以通过这种方式创建一个自定义用户UserDetails,比如,前面的代码还可以更改为如下:

      @Configuration
      public class InMemoryUserDetailsServiceConfig {
      
          @Autowired
          private PasswordEncoder passwordEncoder;
      
          @Bean
          public UserDetailsService createUserDetailsService() {
              InMemoryUserDetailsManager manager = new InMemoryUserDetailsManager();
              // 创建 admin 用户
              manager.createUser(
                      User.withUsername("whyn")
                              .password(this.passwordEncoder.encode("123456"))
                              .roles("admin")
                              .authorities("create", "read", "update", "delete")
                              .build()
              );
              // 创建 tourist 用户
              manager.createUser(
                      User.withUsername("tourist")
                              .password(this.passwordEncoder.encode("guest"))
                              .roles("tourist")
                              .build());
              return manager;
          }
      }
      
    • JDBC Authentication:用户存储在关系型数据库。Spring Security 提供了JdbcDaoImpl,它实现了UserDetailsService,可以从数据库中获取相应用户。

    • LDAP Authentication:LDAP 是跨平台身份验证,通常用于作为用户信息存储的中央仓库,并提供认证服务。

    • UserDetailsServiceDaoAuthenticationProvider会从UserDetailsService中获取用户的名称、密码和其他一些属性用户认证。我们可以自定义一个UserDetailsService,自定义用户UserDetails加载逻辑:

      @Service
      public class CustomUserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {
          @Autowired
          private PasswordEncoder passwordEncoder;
      
          @Override
          public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
              return User.withUsername("custom")
                      .password(this.passwordEncoder.encode("123456"))
                      .roles("tourist")
                      .build();
          }
      }
      
      @Configuration
      public class SpringSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
      
          @Autowired
          private PasswordEncoder passwordEncoder;
      
          @Autowired
          private UserDetailsService userDetailsService;
      
          @Override
          protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
              auth.authenticationProvider(daoAuthenticationProvider());
          }
      
          // 自定义一个 DaoAuthenticationProvider,与我们自定义的 UserDetailsService 进行绑定
          @Bean
          public DaoAuthenticationProvider daoAuthenticationProvider() {
              DaoAuthenticationProvider provider = new DaoAuthenticationProvider();
              // 绑定到我们自定义的 UserDetailsService
              provider.setUserDetailsService(this.userDetailsService);
              provider.setPasswordEncoder(this.passwordEncoder);
              return provider;
          }
      }
      

      UserDetailsService的接口只有一个抽象方法loadUserByUsername,其根据用户名从存储系统中获取用户信息UserDetails,因此,自定义UserDetailsService形式非常灵活,我们可以自行选择加载用户的数据源,比如,可以从内存中获取,也可以从数据库中获取...

安全防护

Spring Security 提供了很多安全防护措施,其中一个主要的就是预防 CSRF 攻击。

  • CSRF:跨站请求伪造(Cross Site Request Forgery),即在其他域网站在访问当前网站时,浏览器会自动将当前网站的 Cookie 携带上,这样服务器就会认为是已登录用户的正常请求,导致用户数据被窃取。

默认情况下,Spring Boot 与 Spring Security 整合后,会自动开启 CSRF 预防,此时只有 GET、OPTIONS、HEAD、TRACE、CONNECTION 可以访问,POST 等请求会被拒接,错误码为403

如果集成 Spring Security 后,发现只有 GET 能请求,POST、PUT 等方法无法请求,那基本上就是因为开启了 CSRF 原因。

:在前后端分离项目中,无需开启 CSRF,建议直接关闭即可:csrf().diable()

更多安全预防详情,可参考官网:Protection Against Exploits

常见认证机制

常见的认证机制主要有:HTTP Basic AuthSession-Cookie AuthToken AuthOAuth2SSO...
下面简单介绍下这几种认证机制,以及在 Spring Security 中使能这些机制。

HTTP Baisc Auth

HTTP Basic 是 HTTP 协议中内置的最古老,最基础的身份认证机制,简单来说,使用 HTTP Basic 认证,每次在请求 API 的时候,都需要携带用户的usernamepassword

在 Spring Security 中,开启 HTTP Basic 认证配置方式如下所示:

@Configuration
public class SpringSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        // 所有授权请求都必须先进行认证
        http.authorizeRequests((request) -> request.anyRequest().authenticated());
        // 开启 HTTP Basic 认证
        http.httpBasic();
    }
}

只需自定义一个配置类,然后通过HttpSecurity#httpBasic()方法开始 HTTP Baisc 认证机制即可。

假设现在我们有如下接口:

@RestController
@RequestMapping("/test")
public class TestApi {
    @GetMapping("/index")
    public String index() {
        return "welcome to Spring Security!";
    }
}

当我们在Web页(即网页端)端访问该接口时,浏览器就会弹出一个输入框,供用户输入用户名和密码,如下如所示:

Http Basic Auth

这里我们直接在终端进行访问,查看下访问详情:

$ curl -X GET 'localhost:8080/test/index' --user 'user:3ee0747f-3c0a-49d4-a50d-f60cdab0c5a1' -v
* Server auth using Basic with user 'user'
> GET /test/basic-auth HTTP/1.1
> Authorization: Basic dXNlcjozZWUwNzQ3Zi0zYzBhLTQ5ZDQtYTUwZC1mNjBjZGFiMGM1YTE=
>
< HTTP/1.1 200
< Set-Cookie: JSESSIONID=60364574CA3BE7AF0530999009F3BDE3; Path=/; HttpOnly
welcome to Sprign Security!%

上述数据去除了一些不重要内容,可以看到,请求成功了,一个注意的点就是,每次使用 HTTP Basic 请求,都会在请求头携带上Authorization: Basic xxx,其中,xxx是对username:password进行 base64 编码后的值,我们对上述请求头Authorization进行解码,如下所示:

# 解码
$ echo -n 'dXNlcjozZWUwNzQ3Zi0zYzBhLTQ5ZDQtYTUwZC1mNjBjZGFiMGM1YTE=' | base64 --decode
user:3ee0747f-3c0a-49d4-a50d-f60cdab0c5a1%

# 编码,-n 必须加上,否则会添加一个换行符
$ echo -n 'user:3ee0747f-3c0a-49d4-a50d-f60cdab0c5a1' | base64
dXNlcjozZWUwNzQ3Zi0zYzBhLTQ5ZDQtYTUwZC1mNjBjZGFiMGM1YTE=

:在 zsh 中,无换行会以 % 百分号结尾,在bash中,命令提示符会直接跟在输出结果的后面,而 zsh 会强制转换。

HTTP Basic 的优点就是简单,而缺点就是明文传输私密信息,非常不安全。如果一定要使用 HTTP Basic 机制,那么建议在 HTTPS 环境,起码增添了一层加密,提高安全性。

Session-Cookie Auth

Session-Cookie 是 Web端 用的比较多的认证机制,其实就是我们常说的表单认证,其认证流程为:第一次访问时,需要携带用户名和密码,服务端认证通过后,会将用户信息存储在一个 Session 中,然后将用户标识(通常为sessionId)下发给浏览器(通过Set-Cookie下发),后续该浏览器的其他请求,会自动携带身份标识 Cookie,服务器就可以认证通过,因此,Session-Cookie 是具备状态维护的。

:对于 Session-Cookie 更详细介绍,可参考:简析 Cookie,Session 和 Token(JWT)

Spring Security 中配置 Session-Cookie 认证如下所示:

@Component
public class SpringSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        // 所有授权请求都必须先进行认证
        http.authorizeRequests((request) -> request.anyRequest().authenticated());
        // 开启表单认证
        http.formLogin();
    }
}

此时,当我们在浏览器输入localhost:8080/test/index时,就会重定向到localhost:8080/login页面,如下图所示:

Form Login

输入用户名和密码就可以正常访问了。

:Web端表单提交存在 CSRF 攻击漏洞,Spring Security 默认对 CSRF 攻击进行防御,其原理是在/login页面上的form表单上添加了一个隐式_csrf键值对,每次请求登录页面,Spring Security 都会生成一个随机的_csrftoken,这样只有在服务器端检测到该_csrf是合法时,才表示该次请求是合法请求。
而对于 Ajax 异步请求,前端就需要使用 JavaScritp 自己手动获取_csrftoken 并设置到请求头中。只要保证浏览器无法从 Cookie 中直接获取得到_csrf,那么就可以规避 CSRF 攻击。

Spring Seurity 中表单认证提供了很多配置细节,这里简单列举常用的一些配置:

  • 自定义登录页面:默认情况下,Spring Security 生成的表单登录页面和登录接口都是/login,即存在如下两个接口:

    • GET http://localhost:8080/login:获取表单页面接口
    • POST http://localhost:8080/login:提交表单数据接口

    要自定义登录页面,使用的是FormLoginConfigurer#loginPage方法,要自定义表单提交接口,使用的是AbstractAuthenticationFilterConfigurer#loginProcessingUrl,具体配置步骤如下:

    1. 首先配置 Spring Security,指定自定义登录页面和登录接口:
      @Override
      protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
          http.authorizeRequests()
                  // 所有请求都要先认证
                  .anyRequest().authenticated()
                  .and()
                  // 启动表单验证
                  .formLogin(form ->
                          // 登录页面,不拦截
                          form.loginPage("/login.html").permitAll()
                                  // 表单登录提交接口(无需定义 doLogin 接口)
                                  .loginProcessingUrl("/doLogin"))
                  // 失能 CSRF
                  .csrf().disable();
      }
      

    :如果只配置了loginPage,那么此时loginProcessingUrl等同于loginPage,即登录页面和登录接口一样。

    1. 后端创建配置对应的登录接口:

      @Controller
      public class LoginApi {
          // 登录页面接口
          @GetMapping("/login.html")
          public String loginPage() {
              return "login";
          }
      

      loginProcessingUrl的作用是为了告诉UsernamePasswordAuthenticationFilter用户名和密码获取地址,自己项目中无需声明一个对应的Controller接口,声明了也没用,因为不会走自己定义的接口。
      建议不要配置loginProcessingUrl,让他默认跟loginPage一致即可,免得搞乱自己。

    2. 导入模板引擎 Thymeleaf:

      <dependency>
          <groupId>org.springframework.boot</groupId>
          <artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
      </dependency>
      
    3. 创建登录页面:resources/templates/login.html,内容如下:

      <!DOCTYPE html>
      <html lang="en">
      <head>
          <meta charset="UTF-8">
          <title>Custom Login Page</title>
      </head>
      <body>
          <form action="/doLogin" method="post">
              <div>
                  <!-- 用户名键值默认为 username -->
                  <input type="text" name="username" placeholder="input username" required/>
              </div>
              <div>
                  <!-- 密码键值默认为 password -->
                  <input type="password" name="password" placeholder="input password" required/>
              </div>
              <input type="submit">
          </form>
      </body>
      </html>
      

      :表单中action接口地址必须与loginProcessingUrl一致。

    以上,便已完成配置。初次访问时,就会重定向到我们自定义登录界面/login.html,认证成功后即可访问其余页面。

  • 登录成功跳转:登录成功后,设置跳转页面,Spring Security 主要提供了三种配置方法:

    • successForwardUrl:登录成功后,一律跳转到指定位置,无论之前是访问哪个页面:

      protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
          http.authorizeRequests()
                  .anyRequest().authenticated()
                  .and()
                  .csrf().disable()
                  .formLogin()
                  .successForwardUrl("/success");
      }
      
      @Controller
      public class LoginApi {
          ...
      
          @PostMapping("/success")
          @ResponseBody
          public String loginSuccessForward() {
              return "login success";
          }
      }
      

      successForwardUrl采用服务端内部请求转发,因此跳转的接口方法要一致。比如表单登录使用的是Post方法,那么跳转接口也要支持Post请求。

    • defaultSuccessUrl:默认情况下,defaultSuccessUrl在登录成功后,会跳转会原先访问的页面。defaultSuccessUrl还有一个重载方法defaultSuccessUrl(String,boolean),第二个参数默认值为fasle,如果设置为true,则其效果跟successForwardUrl一样:

      protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
          http.authorizeRequests()
                  .anyRequest().authenticated()
                  .and()
                  .csrf().disable()
                  .formLogin()
                  .defaultSuccessUrl("/test/index");
      }
      
      

      defaultSuccessUrl在登录成功后,无论第二个参数是true还是fasle,采用的都是重定向跳转到指定页面。

    • successHandler:该方法可用于自定义登录成功处理器。当需要一些自定义操作跳转时,可以采用该方式。比如,我们自定义一个处理器,实现类似defaultSuccessUrl跳转功能:

      public class AuthenticationSuccessHandlerImpl implements AuthenticationSuccessHandler {
      
          private String url;
          // 请求缓存
          private RequestCache requestCache = new HttpSessionRequestCache();
      
          public AuthenticationSuccessHandlerImpl(String destUrl) {
              if (!UrlUtils.isValidRedirectUrl(destUrl)) {
                  throw new RuntimeException(String.format("'%s' is not a valid URL", destUrl));
              }
              this.url = destUrl;
          }
      
          @Override
          public void onAuthenticationSuccess(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Authentication authentication) throws IOException, ServletException {
              SavedRequest savedRequest = this.requestCache.getRequest(request, response);
              if (savedRequest == null) {
                  response.sendRedirect(this.url);
                  return;
              }
              // 目标URL,即登录页面前访问的 URL
              String targetUrl = savedRequest.getRedirectUrl();
              response.sendRedirect(targetUrl);
          }
      }
      

      然后配置到表单选项上:

      protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
          http.authorizeRequests()
                  .anyRequest().authenticated()
                  .and()
                  .csrf().disable()
                  .formLogin()
                  .successHandler(new AuthenticationSuccessHandlerImpl("https://www.baidu.com"));
      }
      

    实际使用中,defaultSuccessUrlsuccessForwardUrlsuccessHandler只需配置一个即可,建议优先使用defaultSuccessUrl,需要自定义配置时使用successHandler

  • 失败登录跳转:对于失败登录跳转,Spring Security 同样提供了三种配置:failureForwardUrlfailureUrlfailureHandler

    failureForwardUrl是基于服务器内转发,failureUrl是基于重定向(failureUrl配置后一直还会重定向到登录页面,原因目前未知-_-),failureHander可以实现自定义登录失败处理器。

    这里简单列举下failureHander的配置方法:

    1. 创建一个登录失败接口:

      @Controller
      public class LoginApi {
      
          @RequestMapping("/failure.html")
          public String hahawaPage() {
              return "failure";
          }
      }
      
    2. 创建登录失败显示页面:resources/templates/failure.html

      <!DOCTYPE html>
      <html lang="en">
      <head>
          <meta charset="UTF-8">
          <title>Failure</title>
      </head>
      <body>
          <span>登录是失败,请重新<a href="/login">登录</a></span> 
      </body>
      </html>
      
    3. 配置登录失败处理:

      @Override
      protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
          http.authorizeRequests()
                  .antMatchers("/failure.html").permitAll()
                  .anyRequest().authenticated()
                  .and()
                  .csrf().disable()
                  .formLogin()
                  .failureHandler(new AuthenticationFailureHandlerImpl("/failure.html"));
                  // failure.html 需要支持 POST 请求
                  //.failureForwardUrl("/failure.html");
                  // .failureUrl("/failure.html");
      }
      
  • 表单参数:默认情况下,表单数据用户名默认名称为username、密码默认名称为password,可以通过如下方法配置表单参数:

    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests(request ->
                request.anyRequest().authenticated())
                .formLogin((form) -> {
                    // 设置登录页面,且不进行拦截
                    form.loginPage("/login.html").permitAll()
                            // 配置用户名键值
                            .usernameParameter("name")
                            // 配置密码键值
                            .passwordParameter("pwd");
                }).csrf().disable(); 
    }
    

    然后对于登陆页面resources/templates/login.html,修改其 Form表单 中的登录参数:

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>Custom Login Page</title>
    </head>
    <body>
    <form action="/login.html" method="post">
        <div>
            <!-- 用户名键值默认为 username -->
            <input type="text" name="name" placeholder="input username" required/>
        </div>
        <div>
            <!-- 密码键值默认为 password -->
            <input type="password" name="pwd" placeholder="input password" required/>
        </div>
        <input type="submit">
    </form>
    </body>
    </html>
    
  • 退出登录:Spring Security 提供的用户退出登录配置大致有如下:

    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests()
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
                .csrf().disable()
                .formLogin()
                .and()
                .logout(logout -> {
                    // doLogout 无需自己定义,可直接访问退出
                    logout.logoutUrl("/doLogout")
                            // 修改注销 URL,可自定义请求方法...
                            // logout.logoutRequestMatcher(new AntPathRequestMatcher("/doLogout","POST"));
                            // 退出成功后跳转页面
                            .logoutSuccessUrl("/test/index").permitAll()
                            // 清除 cookie
                            .deleteCookies()
                            // 清除认证消息 (默认使能)
                            .clearAuthentication(true)
                            // 清除 Session(默认使能)
                            .invalidateHttpSession(true);
                });
    }
    

    logoutUrl可指定退出登录接口,我们无需自己在Controller内定义该接口,直接指定就可以使用。
    logoutUrllogoutRequestMatcher实际使用中任意设置一个即可。

  • Remember Me:Spring Security 支持 Remember Me 功能,其实就是给 Cookie 设置一个过期时间,这样浏览器就会持久化该 Cookie,在有效期间内就能一直起到登录作用。其配置方式大致如下:

    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests()
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
                .formLogin()
                .and()
                .rememberMe(rememberMe -> {
                    // 用于生成 token 的密钥
                    rememberMe.key("uniqueAndSecure")
                            // 表单参数名称
                            .rememberMeParameter("remember-me")
                            // Cookie 名称
                            .rememberMeCookieName("remember-me")
                            // 过期时间,默认是 2周
                            .tokenValiditySeconds((int) TimeUnit.DAYS.toSeconds(2));
                });
    }
    

    以上配置后,登录页面就是多出一个Remember Me的勾选框,其实就是添加了一个表单字段remember-me

Session-Cookie 机制的优点是具备状态维持,缺点是由于移动端等缺省不直接支持 Cookie 机制,因此无法直接在移动端中使用,同时,由于 Session 集中存在在服务器端,限制了服务器的水平扩展能力。

由于 Session-Cookie 并不归属于 HTTP认证规范,因此它可以采用不同的实现机制。一个改进的方案就是将 Cookie 存放到本地存储仓库中,比如,浏览器将收到的 Cookie 存放到localStorage中,而移动端可以将 Cookie 存储到SharedPreferences或本地数据库中。每次请求时,就从本地仓库中获取到 Cookie(即sessionId),将其设置到请求头中或请求体中,由于数据不直接存放在 Cookie 中,因此浏览器端不存在 CSRF 风险。同时,服务器端可以将 Session 迁移到 Redis 等内存数据库中,将其作为 Session 共享服务器,速度快且一定程度上缓解了服务器水平扩展问题。

Token Auth

Token 是一种格式紧凑且具备自描述信息的安全认证机制,其存储了用户信息(明文)和对用户信息加密后生成的签名。其认证流程如下:

  1. 首次请求时,客户端会发送用户名和密码给到服务器,服务器认证通过后,会生成一个包含用户数据等信息的 Token,然后将该 Token 下发给客户端。
  2. 客户端收到 Token 后,将 Token 存储到本地存储仓库中,后续请求时,都要将该 Token 放置到请求头或请求体中。
  3. 服务器收到请求后,首先获取 Token,提取出用户信息和加密算法,结合自己的密钥对 Token 中的用户信息进行加密,得出签名,如果该签名与 Token 中的签名一样的话,说明用户信息没有被串改,认证成功。

:对于 Token 更详细介绍,可参考:简析 Cookie,Session 和 Token(JWT)

在 Spring Security,配置 Token 认证方式的主要为如下两步:

  1. 下发 JWT Token:首次登录时,需要对用户身份进行验证,成功后生成一个 JWT token,下发给到客户端。

    具体配置步骤如下所示:

    • 导入依赖:当前主流的 token 实现格式为:JSON Web Token,这里我们采用 jjwt 库实现 jwt:

      <dependency>
          <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
          <artifactId>jjwt-api</artifactId>
          <version>0.11.2</version>
      </dependency>
      <dependency>
          <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
          <artifactId>jjwt-impl</artifactId>
          <version>0.11.2</version>
          <scope>runtime</scope>
      </dependency>
      <dependency>
          <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
          <artifactId>jjwt-jackson</artifactId> <!-- or jjwt-gson if Gson is preferred -->
          <version>0.11.2</version>
          <scope>runtime</scope>
      </dependency>
      
    • 编写 Token 操作工具类:方便生成和解析 Token:

      public class JwtTokenUtils {
          // 私钥
          private static final String PRIVATE_SECRET_KEY = "this_is_private_secret_key";
          // token 默认过期时间:14 天
          private static final long TOKEN_EXPIRATION = TimeUnit.DAYS.toMillis(14);
          // 下发 token 增加前缀
          public static final String TOKEN_PREFIX = "Bearer ";
      
          public static final String KEY_USER_NAME = "username";
          public static final String KEY_USER_AUTHORITIES = "authorities";
      
          // 解析 token
          public static Map<String, Object> parseToken(String token) {
              Map<String, Object> userDetails = new HashMap<>();
              try {
                  token = validateToken(token);
                  Jws<Claims> claimsJws = Jwts.parserBuilder()
                          .setSigningKey(getSecretKey()).build().parseClaimsJws(token);
                  // 用户名
                  String username = claimsJws.getBody().getSubject();
                  // 用户权限
                  List<Map<String, String>> authorities = (List<Map<String, String>>) claimsJws.getBody().get(KEY_USER_AUTHORITIES);
                  Collection<? extends GrantedAuthority> userAuthorities = authorities.stream()
                          .map(item ->
                                  new SimpleGrantedAuthority(item.get("authority")))
                          .collect(Collectors.toSet());
                  userDetails.put(KEY_USER_NAME, username);
                  userDetails.put(KEY_USER_AUTHORITIES, userAuthorities);
                  return userDetails;
              } catch (JwtException e) {
                  throw new IllegalStateException(String.format("invalid token: %s", token));
              }
          }
      
          // 生成token
          public static String generateToken(String username) {
              String token = Jwts.builder()
                      .setSubject(username)
                      .setIssuedAt(new Date())
                      .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + TOKEN_EXPIRATION))
                      .signWith(getSecretKey())
                      .compact();
              return generateTokenWithPrefix(token);
          }
      
          // 生成 token,包含用户主体和其权限
          public static String generateToken(String username, Object authorities) {
              String token = Jwts.builder()
                      // 用户名
                      .setSubject(username)
                      // payload
                      .claim(KEY_USER_AUTHORITIES, authorities)
                      // 发行时间
                      .setIssuedAt(new Date())
                      // 过期时间
                      .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + TOKEN_EXPIRATION))
                      // 私钥
                      .signWith(getSecretKey())
                      .compact();
              return generateTokenWithPrefix(token);
          }
      
          // token 添加前缀 Bearer
          private static String generateTokenWithPrefix(final String token) {
              return TOKEN_PREFIX + token;
          }
      
          // 生成签名私钥
          private static Key getSecretKey() {
              return Keys.hmacShaKeyFor(generateSecretKey());
          }
      
          // 加密要求至少 256 位,因此将私钥进行 sha256,只是单纯为了生存 256 个字节
          private static byte[] generateSecretKey() {
              byte[] hashKey = null;
              try {
                  MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
                  hashKey = digest.digest(PRIVATE_SECRET_KEY.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
              } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                  hashKey = fillBytes(PRIVATE_SECRET_KEY);
              }
              return hashKey;
          }
      
          // 循环字符串添加到 256 个字节
          private static byte[] fillBytes(String str) {
              if (str == null) {
                  str = PRIVATE_SECRET_KEY;
              }
              byte[] bytes256 = new byte[256];
              int length = str.length();
              for (int i = 0; i < 256; ++i) {
                  // 忽视精度缺失,只是为了添加到 256 个字节
                  bytes256[i] = (byte) str.charAt(i % length);
              }
              return bytes256;
          }
      
          // 去除 token 前缀:Bearer
          private static String validateToken(String token) {
              String rawToken = token;
              if (rawToken.startsWith(TOKEN_PREFIX)) {
                  rawToken = rawToken.substring(TOKEN_PREFIX.length());
              }
              return rawToken;
          }
      }
      

      :上面的 Token 工具类内部硬编码了一些常量,这些自定义常量其实也可以通过配置文件进行配置,比如,以下定义了一个配置类:

      @ConfigurationProperties(prefix = "jwt.token")
      public class JwtTokenProperty {
      
          private String secretKey;
          private long expiration;
          private String tokenPrefix;
      
          // getters
          // setters
      }
      

      配置类JwtTokenProperty可以从配置文件application.yml中读取前缀为jwt.token的配置选项:

      jwt:
        token:
          # 密钥
          secretKey: "this_is_private_secret_key"
          # 过期时间 14 天
          #  jshell> TimeUnit.DAYS.toMillis(14);
          #  $1 ==> 1209600000
          expiration: 1209600000
          # token 前缀
          tokenPrefix: Bearer
      

      按上述配置,当程序运行时,JwtTokenProperty内部属性就会自动被赋予配置文件中定义的值,灵活度更高。

      最后,要让配置类生效,还需显示使用注解@EnableConfigurationProperties进行使能:

      @SpringBootApplication
      // 使能配置类
      @EnableConfigurationProperties({JwtTokenProperty.class})
      public class SpringSecurityDemoApplication {
          ...
      }
      
    • 自定义验证过滤器:我们知道,在 Spring Security 中,负责验证用户登录的是UsernamePasswordAuthenticationFilter,但是它无法对 JSON 数据进行校验,因此,这里我们可以基于它实现一个可以识别并验证 JSON 数据登录请求:

      public class JwtTokenUsernamePasswordAuthenticationFilter extends UsernamePasswordAuthenticationFilter {
      
          private final AuthenticationManager authenticationManager;
      
          public JwtTokenUsernamePasswordAuthenticationFilter(AuthenticationManager authenticationManager) {
              this.authenticationManager = authenticationManager;
          }
      
          @Override
          public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws AuthenticationException {
      
              try {
                  // 获取请求参数
                  Map<String, String> userMap = new ObjectMapper().readValue(
                          request.getInputStream(), Map.class);
                  // 获取用户名
                  String username = userMap.get(this.getUsernameParameter());
                  // 获取用户密码
                  String password = userMap.get(this.getPasswordParameter());
                  // 包装为一个 Authentication 对象,方便后面给 AuthenticationManager 进行验证
                  UsernamePasswordAuthenticationToken authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken(username, password);
                  // Allow subclasses to set the "details" property
                  this.setDetails(request, authentication);
                  // 进行验证
                  return this.authenticationManager.authenticate(authentication);
              } catch (Exception e) {
                  throw new AuthenticationServiceException("用户名或密码错误,认证失败!");
              }
          }
      
          @Override // 认证成功
          protected void successfulAuthentication(HttpServletRequest request,
                                                  HttpServletResponse response,
                                                  FilterChain chain,
                                                  Authentication authResult) throws IOException, ServletException {
              // 生成 token
              String token = JwtTokenUtils.generateToken(authResult.getName(), authResult.getAuthorities());
              // 下发 token
              response.addHeader("Authorization", token);
      
              response.setCharacterEncoding("utf-8");
              response.getWriter().print("登录成功");
          }
      
          @Override // 认证失败
          protected void unsuccessfulAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException failed) throws IOException, ServletException {
              SecurityContextHolder.clearContext();
              response.setCharacterEncoding("utf-8");
              response.setStatus(HttpStatus.UNAUTHORIZED.value());
              response.getWriter().print(failed.getMessage());
          }
      }
      

      :因为 Token Auth 常用于前后端分离项目,前后端基本上都是通过 JSON 数据进行通信,包含登录等操作,因此这里我们自定义JwtTokenUsernamePasswordAuthenticationFilter支持 JSON 格式登录验证,并且验证成功后会生成一个 JWT token,放置在响应头Authorization中,客户端只需提取出该 JWT token,后续请求时携带上即可访问服务器上的资源。

    • 注册到SecurityFilterChain:最后还需要将自定义的JwtTokenUsernamePasswordAuthenticationFilter注册到 Spring Security 的SecurityFilterChain中,让其生效:

      @Override
      protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
          http.authorizeRequests(request -> request.anyRequest().authenticated())
                  // 关闭 CSRF 预防
                  .csrf(csrf -> csrf.disable())
                  .sessionManagement(sessionManager ->
                          // 无需创建 Session
                          sessionManager.sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS))
                  // 添加自定义 token 认证过滤器(下发 token)
                  .addFilter(new JwtTokenUsernamePasswordAuthenticationFilter(
                          this.authenticationManager()));
      }
      

    此时,项目就具备下发 token 能力了,我们进行登录,查看下效果:

    $ curl -X POST 'localhost:8080/login' --header 'Content-Type: application/json; charset=utf-8' --data '{"username":"admin","password":"admin_password"}'  -v
    > POST /login HTTP/1.1
    > Content-Type: application/json; charset=utf-8
    > Content-Length: 48
    >
    < HTTP/1.1 200
    < Authorization: Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJzdWIiOiJhZG1pbiIsImF1dGhvcml0aWVzIjpbeyJhdXRob3JpdHkiOiJjcmVhdGUifSx7ImF1dGhvcml0eSI6ImRlbGV0ZSJ9LHsiYXV0aG9yaXR5IjoicmVhZCJ9LHsiYXV0aG9yaXR5IjoidXBkYXRlIn1dLCJpYXQiOjE2MzM5NzMwOTgsImV4cCI6MTYzNTE4MjY5OH0.lzdNOz2nIGZi4sJYgaJ7AFVKmA_PlyCd-HcTY7JDotA
    

    可以看到,我们通过 JSON 进行登录,服务区验证通过后,成功下发了一个 token,将该 token 复制到 JWT 官网上,可以查看该 token 携带的信息,如下图所示:

    JSON Web Token
  2. 验证 JWT Token:前面步骤完成了登录下发 JWT token,后续客户端每次请求时,都会携带该 token,因此我们需要对该 token 进行验证,成功则允许其访问资源。

    具体配置步骤如下:

    • 自定义 token 验证过滤器:需要自定义一个过滤器,对每次请求,将其 token 截取出来,并进行认证:

      // OncePerReequestFilter 可以确保单次请求只会执行一次 Filter
      public class JwtTokenVerifyFilter extends OncePerRequestFilter {
          @Override
          protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request,
                                          HttpServletResponse response,
                                          FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {
              String token = request.getHeader("Authorization");
              if (null != token && token.startsWith(JwtTokenUtils.TOKEN_PREFIX)) {
                  Map<String, Object> userDetails = JwtTokenUtils.parseToken(token);
                  String username = (String) userDetails.get(JwtTokenUtils.KEY_USER_NAME);
                  Collection<? extends GrantedAuthority> authorities =
                          (Collection<? extends GrantedAuthority>) userDetails.get(JwtTokenUtils.KEY_USER_AUTHORITIES);
      
                  // 将 token 提取出来的用户信息封装到 Authentication 中
                  Authentication authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken(
                          username,     // principal 用户名
                          null, // credentials 密码无法获取,直接置为空即可
                          authorities);
                  // 认证成功,直接设置到 SecurityContextHolder 中,供后续 Filters 使用
                  SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
              }
              filterChain.doFilter(request, response);
          }
      }
      
    • 注册到SecurityFilterChain:将自定义的JwtTokenVerifyFilter注册到SecurityFilterChain中,且该Filter要在JwtTokenUsernamePasswordAuthenticationFilter后面,因为登录在先(生成 token),后续才是请求处理(验证 token):

      protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
          http.authorizeRequests(request -> request.anyRequest().authenticated())
                  .csrf(csrf -> csrf.disable())
                  .sessionManagement(sessionManager ->
                          sessionManager.sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS))
                  .addFilter(new JwtTokenUsernamePasswordAuthenticationFilter(
                          this.authenticationManager()))
                  // 添加自定义 token 提取过滤器(提取并认证)
                  .addFilterAfter(new JwtTokenVerifyFilter(),
                          JwtTokenUsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
      }
      

    此时,我们就能对 JWT token 进行校验,校验通过则允许用户访问对应资源。比如,我们拿上面生成的 token,访问服务器资源,效果如下:

    $ curl -X GET 'localhost:8080/user' --header 'Authorization: Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJzdWIiOiJhZG1pbiIsImF1dGhvcml0aWVzIjpbeyJhdXRob3JpdHkiOiJjcmVhdGUifSx7ImF1dGhvcml0eSI6ImRlbGV0ZSJ9LHsiYXV0aG9yaXR5IjoicmVhZCJ9LHsiYXV0aG9yaXR5IjoidXBkYXRlIn1dLCJpYXQiOjE2MzM5NzMwOTgsImV4cCI6MTYzNTE4MjY5OH0.lzdNOz2nIGZi4sJYgaJ7AFVKmA_PlyCd-HcTY7JDotA'
    ["David","Roy","Linda"]%
    

    可以看到,访问成功。

    以上,便完成了 Spring Security Token 认证配置。

    :如果想了解 Spring Security 认证和授权具体流程,可参考:

最后,Token 认证机制是对 Session 机制的一种改进做法,其优点如下:

  1. 规避 CSRF 攻击:Token 存储在客户端本地存储系统中,比如 Web端将 Token 存储到localStorage中(不要直接存储在 Cookie 中),从根本上规避了 CSRF 攻击。
  2. 可扩展性:相对于 Session 将用户信息保存到服务器中,Token 是将用户信息存储到客户端中,其由于其具备自验证功能,因此服务端无需存储用户状态,服务端可以轻松进行水平扩展。
  3. 丰富客户端类型:Session-Cookie 机制主要用于 Web端,限制了移动等原生客户端类型,而 Token 独立存在,只需请求时携带即可,对客户端类型没有限制。

Token 的缺点主要有两点:

  1. 体积大:由于用户信息都存储在 Token 中,因此 Token 字符串本身比较大。
  2. 无法回收 Token 权限:由于 Token 具备自验证功能,因此在生效时间内,就一直有效。典型的场景就是我们无法直接强制用户下线。

OAuth

OAuth,即 Open Authrization((开放授权),它为用户资源的授权提供了一个安全的、开放而又简易的标准,允许用户让第三方应用访问用户存储在其他服务器上的私密资源,而无需将用户名和密码提供给第三方应用。

OAuth协议 有 1.0 和 2.0 两个版本,但 OAuth1.0 存在许多安全漏洞,因此在 OAuth2.0 里面完全废弃了 OAuth1.0,且 OAuth2.0 整个授权验证流程更简单更安全。

OAuth 是一个开放的协议,任何服务提供商(私密资源服务器)都可以提供 OAuth 服务(开放 API),任何第三方都可以接入并使用 OAuth 认证服务。国内常见的提供 OAuth 认证服务的厂商有:微信、微博、支付宝...

常用于第三方登录场景,比如微信,微博登录。

OAuth 交互具体流程,可参考:几种常用的Web安全认证方式

::to be continued

SSO

SSO,即 单点登录(Single Sign On),指的是在公司内容搭建一个公共的认证中心,公司下的所有产品的登录都可以在认证中心里完成,一个产品在认证中心登录后,再去访问另一个产品,可以不用再次登录,即可获取登录状态。

SSO 单点登录比较适合中大型企业,内部拥有多个产品,可以实现统一登录逻辑。
OAuth第三方登录 是 SSO单点登录 的一种形式,其公共的认证中心是由第三方平台提供。中小公司可以借助这些大厂提供的第三方登录服务,完成登录流程。

SSO 交互具体流程,可参考:4种常规的登录认证方式

::to be continued

授权

当用户认证通过后,需要访问某些资源时,就可以进行授权操作。Spring Security 对用户授权组织模型为:角色(role + 权限(authority

  • 角色:可设置拥有某种角色的用户可访问某一类资源。

    举个例子:比如角色为USER的用户可以访问/user/**接口,角色为ADMIN的用户可以访问接口/admin/**/user/**接口。具体配置步骤如下:

    1. 首先创建对应角色的用户:

      @Configuration
      public class SpringSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
      
          @Autowired
          private PasswordEncoder passwordEncoder;
      
          @Override
          @Bean
          protected UserDetailsService userDetailsService() {
              // 管理员
              UserDetails adminUser = User.withUsername("admin")
                      .password(this.passwordEncoder.encode("admin_password"))
                      .roles("ADMIN") // ROLE_ADMIN
                      .build();
      
              // 普通用户
              UserDetails normalUser = User.builder()
                      .username("user")
                      .password(this.passwordEncoder.encode("user_password"))
                      .roles("USER") // ROLE_USER
                      .build();
      
              return new InMemoryUserDetailsManager(adminUser, normalUser);
          }
      }
      

      上述代码在内存中创建了两个用户:adminuser,其中,admin角色为ADMINuser角色为USER

    2. 创建相应接口,区分用户使用:

      // 管理员接口:/admin/**
      @RestController
      @RequestMapping("/admin")
      public class AdminApi {
      
          @GetMapping
          public String showUserDetails() {
              // 返回用户详细信息
              return SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication().getPrincipal().toString();
          }
      }
      
      // 普通用户接口:/user/**
      @RestController
      @RequestMapping("user")
      public class UserApi {
      
          private List<String> users = Arrays.asList("David", "Roy", "Linda");
      
          @GetMapping
          public List<String> getUsers() {
              return this.users;
          }
      }
      
    3. 配置 Spring Security,对不同角色的用户指定不同的资源访问权限:

      @Configuration
      public class SpringSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
      
          @Override
          @Bean
          protected UserDetailsService userDetailsService() {
              ...
          }
      
          @Override
          protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
              http.authorizeRequests()
                      // 角色为 ADMIN 的用户才能访问接口 /admin/**
                      .antMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN")
                      // 角色为 ADMIN 和 USER 的用户都可以访问接口 /user/**
                      .antMatchers("/user/**").hasAnyRole("ADMIN", "USER")
                      .anyRequest().authenticated()
                      .and()
                      // HTTP Basic 认证
                      .httpBasic();
          }
      }
      

    以上,我们就配置了相应角色的用户访问不同资源的权限,这里我们在终端进行访问,如下所示:

    # user 可以访问 /user/**
    $ curl -X GET 'localhost:8080/user' --user 'user:user_password'
    ["David","Roy","Linda"]%
    
    # user 不能访问 /admin/**,因为 user 没有 ADMIN 角色
    $ curl -X GET 'localhost:8080/admin' --user 'user:user_password'
    {"timestamp":"2021-10-10T08:21:59.815+00:00","status":403,"error":"Forbidden","path":"/admin"}%                                     
    
    # admin 可以访问 /user/**
    $ curl -X GET 'localhost:8080/user' --user 'admin:admin_password'
    ["David","Roy","Linda"]%                                           
    
    # admin 可以访问 /admin/**,因为有 ADMIN 角色
    $ curl -X GET 'localhost:8080/admin' --user 'admin:admin_password'
    org.springframework.security.core.userdetails.User [Username=admin, Password=[PROTECTED], Enabled=true, AccountNonExpired=true, credentialsNonExpired=true, AccountNonLocked=true, Granted Authorities=[ROLE_ADMIN]]%
    

    上面例子中,ADMIN权限显然包含USER权限,因此我们上面在配置访问/user/**接口时,使用的是hasAnyRole("ADMIN","USER"),即只有用户角色是ADMIN或者USER其中一个即可访问,但是这里不能体现包含关系,此时可以使用 角色继承,让上级角色自动具备下级角色所有权限,因此这里我们可以配置ADMIN包含USER权限,如下所示:

    @Configuration
    public class SpringSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    
        // 角色继承
        @Bean
        RoleHierarchy roleHierarchy() {
            RoleHierarchyImpl hierarchy = new RoleHierarchyImpl();
            hierarchy.setHierarchy("ROLE_ADMIN > ROLE_USER");
            return hierarchy;
        }
    
        @Override
        protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
            http.authorizeRequests()
                    .antMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN")
                    // USER 能访问的,ADMIN 就可以访问
                    .antMatchers("/user/**").hasRole("USER")
                    .anyRequest().authenticated()
                    .and()
                    .httpBasic();
        }
    }
    
  • 权限:某些资源可以设置为具备特定权限的用户才能访问。

    举个例子:比如员工系统中,拥有read权限的用户可以读取员工资料,拥有writecreatedelete权限的用户可以读取和修改员工资料,配置步骤如下:

    1. 创建对应用户权限:

      @Configuration
      public class SpringSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
      
          @Autowired
          private PasswordEncoder passwordEncoder;
      
          @Override
          @Bean
          protected UserDetailsService userDetailsService() {
              // 管理员
              UserDetails adminUser = User.withUsername("admin")
                      .password(this.passwordEncoder.encode("admin_password"))
                      // 权限
                      .authorities("create", "read", "update", "delete")
                      .build();
      
              // 普通用户
              UserDetails normalUser = User.builder()
                      .username("user")
                      .password(this.passwordEncoder.encode("user_password"))
                      // 权限
                      .authorities("read")
                      .build();
      
              return new InMemoryUserDetailsManager(adminUser, normalUser);
          }
      }
      

      上述代码为用户admin添加了createreadupdatedelete权限,为用户user添加了只读权限read

    2. 创建员工资料访问接口:

      @RestController
      @RequestMapping("user")
      public class UserApi {
      
          // 模拟数据库
          private List<String> users = Stream.of("David","Roy","Linda").collect(Collectors.toList());
      
          @GetMapping
          public List<String> getUsers() {
              return this.users;
          }
      
          @GetMapping("/{userId}")
          public String getUser(@PathVariable("userId") Integer userId) {
              return this.users.get(userId);
          }
      
          @PostMapping
          public List<String> createUser(@RequestParam("name") String username) {
              System.out.println("username = " + username);
              this.users.add(username);
              return this.users;
          }
      
          @PutMapping("/{userId}")
          public String updateUser(@PathVariable("userId") Integer userId) {
              return this.users.get(userId) + " update successfully!";
          }
      
          @DeleteMapping("/{userId}")
          public String removeUser(@PathVariable("userId") Integer userId) {
              String oldUser = this.users.remove(userId.intValue());
              return String.format("delete %s successfully!", oldUser);
          }
      }
      

      上述的UserApi是遵循 Restful 风格的 API,模拟了对员工数据的增、删、改、查操作。

    3. 配置 Spring Security:

      @Configuration
      public class SpringSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
      
          @Override
          @Bean
          protected UserDetailsService userDetailsService() {
              ...
          }
      
          @Override
          protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
              // 关闭 CSRF
              http.csrf().disable()
                      .authorizeRequests()
                      // 拥有 create,或者 update,或者 delete 权限就可以访问 /admin/**
                      .antMatchers("/admin/**").hasAnyAuthority("create", "update", "delete")
                      // 只有拥有 read 权限才能访问:GET /user/**
                      .antMatchers(HttpMethod.GET, "/user/**").hasAuthority("read")
                      // 只有拥有 create 权限才能上传用户: POST /user/**
                      .antMatchers(HttpMethod.POST,"/user/**").hasAuthority("create")
                      // 只有拥有 update 权限才能更新用户: PUT /user/**
                      .antMatchers(HttpMethod.PUT,"/user/**").hasAuthority("update")
                      // 只有拥有 delete 权限才能删除用户: DELETE /user/**
                      .antMatchers(HttpMethod.DELETE,"/user/**").hasAuthority("delete")
                      .anyRequest().authenticated()
                      .and()
                      .httpBasic();
          }
      }
      

      上述代码配置了admin用户具备/user/**/admin/**的完全访问权限,而用户user的权限只能读取/user/**

      # user用户可读,因为具备 read 权限
      $ curl -X GET 'localhost:8080/user' --user 'user:user_password'
      ["David","Roy","Linda"]%
      
      # user用户不可写
      $ curl -X POST 'localhost:8080/user' --data 'name=whyn' --user 'user:user_password'
      {"timestamp":"2021-10-10T11:02:57.644+00:00","status":403,"error":"Forbidden","path":"/user"}%
      
      # admin用户可读,因为具备 read 权限
      $ curl -X GET 'localhost:8080/user' --user 'admin:admin_password'
      ["David","Roy","Linda"]%
      
      # admin用户可写,因为具备 write 权限
      $ curl -X POST 'localhost:8080/user' --user 'admin:admin_password' --data 'name=whyn'
      ["David","Roy","Linda","whyn"]%
      
      # admin用户可修改,因为具备 update 权限
      $ curl -X PUT 'localhost:8080/user/1' --user 'admin:admin_password'
      Roy update successfully!%
      
      # admin用户可删除,因为具备 delete 权限
      $ curl -X DELETE 'localhost:8080/user/0' --user 'admin:admin_password'
      delete David successfully!%
      

最后,Spring Security 中的角色role和权限authority底层实现上其实是一样的,源码如下所示:

// org\springframework\security\core\userdetails\User.java
public UserBuilder roles(String... roles) {
    List<GrantedAuthority> authorities = new ArrayList<>(roles.length);
    for (String role : roles) {
        Assert.isTrue(!role.startsWith("ROLE_"),
                () -> role + " cannot start with ROLE_ (it is automatically added)");
        // role 会添加前缀 ROLE_
        authorities.add(new SimpleGrantedAuthority("ROLE_" + role));
    }
    return authorities(authorities);
}

public UserBuilder authorities(String... authorities) {
    return authorities(AuthorityUtils.createAuthorityList(authorities));
}

可以看到,本质上role就是authority,只是存储的时候增加了前缀ROLE_

:这里有一个点需要注意,否则有大坑,User#hasRoleUser#authorities内部最终都调用了方法User#authorities(Collection),其源码如下:

// org\springframework\security\core\userdetails\User.java
public UserBuilder authorities(Collection<? extends GrantedAuthority> authorities) {
    // 更改指向
    this.authorities = new ArrayList<>(authorities);
    return this;
}

可以看到,User#authorities(Collection)内部会创建一个新的权限集合,赋值给User.authorities,所以,创建自定义用户时,不能同时使用User#rolesUser#authorities,否则会导致相互覆盖,比如,User.builder().roles("xxx").authorities("yyy"),后面的yyy会覆盖掉xxx,导致实际上没有声明角色。如果要同时声明角色和权限,那么建议使用User#authorities方法,然后手动为角色添加前缀ROLE_即可,比如:

# 声明了角色 xxx 和权限 yyy
User.builder().authorities(“ROLE_xxx","yyy")

参考

附录

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